寛骨臼形成不全症における股関節周囲筋筋力が大腿骨頭求心力および臼蓋応力に与える影響

畠山 和利, 木島 泰明, 小松 瞭, 樋口 諒, 鈴木 恒太郎, 渡邉 基起, 高橋 裕介, 大倉 和貴, 須田 智寛, 菊池 耀, 斉藤 公男, 松永 俊樹, 島田 洋一

doi:10.14900/cjpt.46s1.h2-120_1

【はじめに】寛骨臼形成不全症は大腿骨頭の骨性被覆の低下による不安定性や，それに伴う寛骨臼縁の応力増加が疼痛の要因となる．これまで我々は寛骨臼応力をシミュレーション解析し，減量や骨盤前傾位による寛骨臼縁の最大応力の減少を報告してきた．一方臨床上は，保存療法として股関節周囲筋の筋力トレーニングが行われている．これは筋力強化による大腿骨頭求心力増加に伴い，寛骨臼縁の応力が減少すると考えられているからである．本研究の目的はこのメカニズムをシミュレーション解析により検証することである． 【方法】3次元全身筋骨格モデルを使用し，静止立位時の大腿骨頭求心力を算出した．本モデルはANYBODY modeling systemを基盤に，MRIから全身の筋走行，筋断面積を再現した独自モデルである．3次元動作解析装置VICON MXで寛骨臼形成不全症例（35歳女性，161cm，54kg）の静的立位姿勢を計測し，モデルに反映させた．モデル上で中殿筋の筋力を50%，100%，150%，200%と変化させ，大腿骨頭求心力を算出した．さらに外旋筋群の筋力を全て同時に150％に変化させた際の変化も解析した．応力解析は有限要素解析ソフトMarc Mentat（MSC Softwere Co.）を用いた．境界条件は，骨盤の腸骨部および恥骨結合部を完全拘束とし，大腿骨遠位端から算出した骨頭求心力を集中荷重として加えた．さらに，筋力向上に伴う力の向きが応力に与える影響を検討するため骨頭求心力を一定にし，ベクトル成分のみの変化が臼蓋応力に与える影響も算出した． 【結果】通常の静止立位である中殿筋筋力を50%，100%，150%，200%と変化させた時の大腿骨頭求心力はそれぞれ56.7N，58.1N， 59.5N，60.4%と中殿筋の筋力に対応して増加した．また，内方化を示す内側ベクトルも33.5N，40.0N，42.6N，43.8Nと中殿筋筋力に応じて増加した．外旋筋群筋力150％増強時では59.5Nと中殿筋と同等であり，中殿筋筋力および外旋筋群筋力を同時に150％に増加した際は骨頭求心力が62.9N，内側ベクトルが46.1Nと更に増加した．寛骨臼縁の最大応力は通常時0.415MPa，中殿筋筋力および外旋筋群の筋力150％時では0.458MPaであった．骨頭求心力を一定にし，内方化の影響のみを考慮したモデルでは，応力が求心位に分散していたものの寛骨臼縁の最大応力は0.418MPaと変化しなかった． 【結論】中殿筋筋力増加は大腿骨頭求心力を増加させた．さらに外旋筋筋力増加が加わることで求心力を一層向上させた．これは中殿筋などの外転筋筋力向上が支点を作り，求心位を獲得しやすくなったと考えられる．筋力増強に伴い臼蓋応力は内方へ分散されたが，寛骨臼縁にかかる最大応力は大きく変化しなかった．つまり，中殿筋や外旋筋の筋力増強は応力の分散および骨頭安定化に影響を及ぼすが，寛骨臼縁にかかる最大応力は変化せず，筋力増強とともに減量と骨盤前傾化を含めた総合的アプローチが寛骨臼形成不全症に対する有効な保存治療と考えられる． 【倫理的配慮，説明と同意】本研究は，世界医師会によるヘルシンキ宣言の趣旨に沿った医の倫理的配慮の下，対象者へ実施前に説明し，死守を理解したうえで書面にて同意を得た．

寛骨臼形成不全症における股関節周囲筋筋力が大腿骨頭求心力および臼蓋応力に与える影響

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